不可不看!真正專業顯示卡技術分析評測
在經歷了近10年的發展之後,專業圖形卡已經非常成熟。在我們以往測試過的所有專業圖形卡中都展示了許多一致的特性。對於新一代專業圖形卡我們認為它們必須具備以下特性,才能滿足我們不斷提升的需求。基於PCI Express Graphic(X16)介面 儘管使用PCI Express Graphic(X16,以下簡稱PEG)介面的娛樂用圖形卡對比相同型號的AGP圖形卡在效能上的優勢微弱,但這並不代表PEG介面所提供的效能僅稍好於AGP 8X。在絕大部分遊戲應用中所需要呼叫的紋理容量基本很少超過256MB。而在專業應用中,所需要的紋理卻經常突破1GB。要高效的對這些紋理進行操作,顯然需要1GB以上的視訊記憶體,可惜的是如此大量視訊記憶體的顯示卡價格將會驚人的昂貴。於是將紋理儲存在系統記憶體中會是一個折中的辦法,要高效的呼叫系統記憶體中的紋理,顯然需要高速的介面,此時PEG介面的效能表現絕對超乎你的想象。完善的I/O介面 Dual DVI-I介面是專業圖形卡必然的選擇。DVI-I介面的好處是你可以根據需要使用轉換頭而將他們輕易的變成D-Sub輸出,但是如果你僅僅只有1個DVI-I和1個D-sub輸出,在連線DVI裝置時將會遇到極大的限制。與此同時,圖形卡所能提供的最大輸出解析度也需要特別注意。許多設計師喜歡使用22寸甚至更大的顯示器,這些顯示器的解析度有1920x1200甚至更高,圖形卡能否在如此高解析度情況下提供清晰穩定的輸出和所需重新整理率也需要特別關注。 除了視訊輸出外,叢集多屏渲染使用者還需要GenLock介面和FrameLock介面以保證所有系統重新整理率上同步,從而保證渲染、演示結果的正確。而要求更高的使用者恐怕還需要SDI介面直接輸出未壓縮的SD/HD視訊訊號和立體眼鏡介面。在選購專業圖形卡時,我們必須要清楚的瞭解所需埠。小知識: 什麼GenLock、FrameLock?
Genlock(Generator Lock)其實就是提供該顯示卡重新整理率訊號的埠。在多個顯示卡/系統連線進行共同輸出時(如視訊牆、超高清晰度衛星地圖顯示)多個系統會因為行重新整理率的不同導致畫面出現閃爍或者條紋。GenLock介面則能夠將顯示卡的內部重新整理率型號告知其他系統的顯示卡,在共同進行連續視訊輸出時保持行重新整理同步,避免這些情況的發生。 在進行叢集渲染和視覺化模擬時,每個顯示系統所分到的任務量並不是一致的,複雜度的不同渲染時間自然也就不同,他們在進行共同輸出時就會導致最終畫面錯誤或者破碎。所以我們需要通過FrameLock介面來傳輸資料快取同步訊號和行重新整理訊號,以保證整個叢集中所有系統最終顯示速率的一致和渲染結果的正確。 什麼是SDI?
SDI(Serial Digital Interface, 序列數字介面)是一種被廣泛應用在專業視訊編輯廣播領域的介面。該介面的速度為270Mb/s,能夠傳輸10bit精度,未經任何壓縮的數字視訊訊號。是傳輸質量最高的數字視訊介面之一。常用於連線非線性視訊編輯系統和線性視訊編輯系統,也有用SDI介面進行直接視訊輸出和錄影。隨著高清晰電視的來臨,SDI介面也發展出了HD-SDI格式。對OpenGL完善的支援 DirectX是娛樂顯示卡所必須遵循的規範,而專業圖形卡所必須遵循的規範顯然就是OpenGL了。OpenGL 1.0儘管已經發表了近十年,但靈活的擴充套件性和開放性使得OpenGL依然成為最強悍的圖形API。事實上,所有關於圖形學的研究都涉及OpenGL,所有的專業2D、3D程式都構建在OpenGL之上。專業圖形卡只有提供對OpenGL完善的支援,才能正確的執行所有應用。 隨著OpenGL 2.0的釋出,各專業圖形卡製造商也紛紛推出了支援OpenGL 2.0的驅動程式。3Dlabs作為OpenGL的締造者之一,表現當然是驚人的迅速。而NVIDIA的OpenGL 2.0驅動也緊隨其後。至於ATI則步伐相對慢了一點。絕對的穩定性 在幾百個小時的工作即將完成時,系統的突然崩潰!這樣一次崩潰往往會對使用者造成極大的損失。專業工作站基本都是7x24不間斷工作的,這樣的工作環境對於硬體來說絕對是個挑戰。因此所有的專業圖形卡都不惜工本的採用最為頂級的元件和較為保守的設計。所以即便是做工遠超同系列遊戲卡的專業圖形卡,其核心/視訊記憶體頻率較之依然有所降低。 在驅動方面,專業圖形卡為了保證渲染結果和精度往往也會犧牲一定的速度。與此同時,為了獲得對相應軟體的完美支援,各大圖形卡製造商還與軟體生產商進行相互的合作,甚至有專門對應某軟體的驅動版本以便獲得速度和穩定性的提升。在廠商認證方面,無論是NVIDIA還是3Dlabs抑或ATi都做的相當好,幾乎所有找得到的DCC、CAD等軟體都有相應的通過廠商認證的驅動。足夠高的渲染精度 幾乎所有的3D工作者都會遇到這樣的情況:在3D軟體中建模完成之後,發現有些圓弧部分、人體的關節部分有明顯閃爍的黑點,或者是直接破裂。這樣的情況就是專業圖形卡的精度不足導致的。早期ATi的專業圖形卡如FireGL X1只有4bit的子象素精度,同時Z-Buffer的精度也較為底下,在渲染大部分圓弧過渡的物件時都會產生破裂和黑點。而3Dlabs和NVIDIA則很早就將子象素精度提高到了12bit甚至是16bit,徹底杜絕了該問題的產生。在我們本次的測試中,所有顯示卡都沒有發生因為子象素精度不足導致的畫面錯誤。
SPECapc For maya 6測試由3個場景共30項測試組成,其中27項測試將會迴圈執行3次。其中魷魚、螞蟻兩個場景由NVIDIA提交,SPEC全體成員稽核通過。在SPECapc for Maya測試中圖形子系統效能將會佔總成績的70%,而CPU效能佔20%、I/O子系統(包含記憶體速度和硬碟速度)效能佔10%。在這個測試中,得分為1的參考系統為Pentium 4 1.5GHz、1GB PC800 ECC RDRAM和NVIDIA Quadro2 Pro圖形卡、20GB ATA/100硬碟。如果目標系統的得分為2,則可以表明在日常使用中完成相同工作量,目標系統只需要耗費參考系統50%的時間。
在本次測試中NVIDIA QuadroFX 1400 SLI取得了最高圖形效能得分,QuadroFX 1400緊隨其次。QuadroFX 1400的全面勝利,源於NVIDIA驅動能夠完整的提供Maya Hardware Rendering的硬體加速支援。3dlabs Wildcat Realizm 800由於驅動程式缺乏相應的支援,導致成績墊底。而FireGL V7100同樣因為對Maya硬體渲染和實時預覽的支援問題導致成績偏低
SPECapc for 3ds max7包含眾多的測試場景,場景選擇覆蓋了簡單的三角形到複雜建模和大型場景。由於在3ds max7中DirectX加速和OpenGL加速都已經相當完善,而DirectX加速甚至效率更高,因此SPECapc for 3ds max7測試中包含了OpenGL和DX 2種執行路徑。該測試的參考平臺為Intel Xeon 2.4GHz、1GB PC800 RDRAM、Quadro XGL700圖形卡和40GB ATA/100硬碟。
在3ds max7測試中3dlabs Wildcat Realizm 800佔據了頭把交易,而QuadroFX 1400 SLI緊隨其後,FireGL V7100位居第三。QuadroFX 1400墊底。這樣的效能結果幾乎和他們各自的售價成正比。但是Wildcat Realizm 800由於缺少對3ds max 7 Viewport的實時加速工具,導致效能成績偏低,未能徹底釋放Realizm 800的效能。
在我們完成了所有專業圖形卡測試之後,我們發現單論效能,專業圖形卡發展的速度極其迅猛。3dlabs依靠Wildcat Reailzm 800再次向世人展示了他的力量,而NVIDIA的QuadroFX 1400則重新整理了專業圖形卡效能價格比的標準。至於ATi FireGL V7100則依然缺乏強大的競爭力。如果你的工作包含極端複雜的3D模型和海量的紋理,那3dlabs Wildcat Realizm 800將有助你顯著提升工作效率。對於預算有限的SOHO設計師和初學者來說QuadroFX 1400將會是他們最佳選擇。 在整個測試中,對專業圖形卡的功能和加速範圍上我們依然有所期待。現在市場上所有專業圖形卡在最終渲染方面都無能為力,在Mental Ray、Final Render等渲染器大行其道的今天,顯然最終渲染耗費了大量的時間。要加速GI渲染,我們需要的更像是IBM Cell處理器那樣的MIMD處理能力,而不是遊戲卡上極端的填充率和幾何設定能力。在經歷了遊戲和專業的融合之後,也許今天遊戲圖形卡和專業圖形卡應該再次分道揚鑣、各自發展了?